新时期物联网发展中光通信技术的应用分析

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  [摘 要]物联网是在互联网基础上延伸、拓展而来新网络,它利用云计算、大数据等技术服务物物交换、通信与信息交换等,其所拥有的识别技术与智能感知可广泛应用于网络融合中,可谓是信息产业界的第三次技术革命浪潮。正是由于其所拥有的众多特性与优势,物联网发展成为了当前热点,受到了广泛追捧,光通信技术作为支撑物联网的关键要素之一,对于物联网能否高效发挥自身服务经济发展、社会进步的优势有重要意义。下面本研究就针对光通信技术在物联网发展中的应用情况进行分析。
  [关键词]物联网;光通信技术;应用
  中图分类号:TP212.9 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)04-0032-01
  光通信技术经过多年实践发展已经日趋成熟,尤其是上世纪九十年代波分复用技术与广信放大器的应用使得通信距离与通信容量都有了飞跃性的发展,比如光纤的单一波长传输容量已经升至40Gb/s,目前单波道160Gb/s传输技术也已经到了关键攻坚阶段。尤其是全波光纤技术的诞生和发展,其不仅能够有效将1385nm波长的水封损耗消失,同时此技术还能够有效将单根光纤的有效使用波段扩展到石英光纤低损耗区的全部波段中,并得到低损耗、低色散传输,传输容量成千上万倍增长,无论是从经济效益、应用效益还是社会效益角度来看,技术上的突破所带来的影响不可估量,这也为物联网的发展提供了强大的技术基础。
  1、光通信技术在物联网网络层的应用
  物联网发展中应用光通信技术意味着形成全国性联网已经不再只是梦想,而是真正有扎实技术为支撑的显示,光纤通信中大量信号的会聚成为可能,无论是移动通信网络、无线网络、固定电话网络都可顺利接入。正是基于这种技术优势,物联网在长远范围内才有了真正实现泛在网的可能。物联网本身的特殊性决定了其必须具有庞大的应用承载需求,光通信技术在通信网络的应用意味着承载这种需求完全成为可能,海量数据在网络上的结合,庞大的泛在网络需求,都会广泛应用到光通信技术,并真正做到无所不在、无所不能。物联网感知层传感网络多为短距离通信状态,在传感网络中应用光通信技术,将会带动网络带宽与承载的显著提升,对于物联网应用的不断升级拓展有积极意义。
  二、光通信技术在物联网感知层的应用
  物联网感知层建设中目前广泛应用了光纤传感技术,作为光通信技术的一个重要分支,其发展经历了从单点监测到分布式监测的跨越式进步,目前广泛活跃在多个网络领域应用中,无论是未来产业发展方向还是技术应用前景都十分可观。光纤传感技术的优越性来源于光纤自身的特殊物理特性,与传统传感技术相比,应用光纤的传感器可作为敏感元件来测量外界的各种物理量,并将这些物理量变化情况较为直观的记录下来。光纤中光波传输时,受外界温度、电磁场、压力、位移、转动等影响,在光的吸收、折射与反射作用、电光、声光、磁光、弹光效应以及光学多普勒效应、光声效应等,时表征光波的波长、振幅、偏振态、相位等特征参数发生变化,完成传感任务。同时,光纤还有具有衍生传感功能。通过此功能,不仅能够实现对光纤光栅的处理,同时还能够利用此功能制作光纤光栅化学传感器以及生物化学传感器。另外,光纤光栅上涂上特殊的活性涂覆层测量低浓度目标分子,因此在煤矿瓦斯监测与航天器氢气泄露检测中都有广泛应用。
  光纤作为光波传输的特殊媒介,应用在物理网领域将真正实现网络的泛在化,光纤传感器本身集合“传”与“感”的特殊优势将在提升网络智能化领域有出众表现。分布式传感器的不同主要是基于散射原理的不同,比如拉曼散射原理、瑞利散射原理与布里渊散射原理等,还有双光束干涉与多光束干涉光纤传感器,这些传感器传感臂上每一点既是传输介质也是敏感点,共同完成信息搜集与传输任务。以多光束干涉光纤传染器为例,作为近年来发展较快、应用较广的传感器,其将光纤光栅传染集成,不仅可以常规光纤熔接,具备天然传输兼容性,还可形成低插入损耗连接,代替传统薄膜型与分立型期间,发挥在线特征与优势,在光纤传感网络建设与光通信系统发展中发挥作用,提升物联网中光纤接入灵活性,解决制约网络发展的瓶颈问题。
  三、光通信技术在物联网应用层的应用
  应用层光通信技术的应用是通过深度融合实现智能化管理。假如将光纤传感器融入到供水系统、土木工程系统、水利工程系统以及电力系统等各行各业的工程设施中,可与光缆连接后与无线物联网、互联网组合,实现对各类设备的控制与管理。光纤通信技术的优势在于容量大、带宽高、损耗小,但是缺乏接入灵活性,为此可利用移动通信的接入灵活优势,实现多种信号的实时接入,将光网络、移动通信网络与无线网络有机融合,进一步提升物联网承载,实现拓展升级。物联网未来的智能化发展趋势意味着其可作为辅助各行各业发展的重要助手,推动多个行业智能化发展与升级,尤其是光纤嵌入各种工程、设备之中可与光缆连接形成广域光纤传感网络,与无线网络、互聯网、移动通信网络相融合,最终形成高度整合后的物联网,支持经济发展、社会运转过程中庞大的物资管理需求。与此同时,配合强大的云计算平台和大数据技术,无论是物联网的泛在化还是智能化水平都将不断提升,最终达到“智慧”状态,使物联网真正成为经济进步社会发展最好的服务管理助手。
  综上所述,物联网作为当前互联网信息技术的发展主流,在物联网构建中应用光通信技术可显著提升其泛在化与智能化水平,丰富网络应用,带来更为强大的网络功能,实现对现实世界的高度感知,对于经济发展与社会进步有积极意义,因此要积极深入开发研究、应用光通信技术来推动物联网的发展与升级。
  参考文献
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